(57)【要約】  ブレーキパッド摩耗測定システムは、フローティングキャリパディスクブレーキシステムに使用され、ピストンおよびフローティングキャリパは、ブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与する。ブレーキパッド摩耗システムは、ブレーキング軸心に沿って移動可能なセンサと、ブレーキング軸心に沿ってピストンとともに移動するように取り付けられたアクチュエータとを有する。センサおよびアクチュエータは、ディスクブレーキシステムの適用に応答して互いに向けて移動する。ディスクブレーキシステムの適用に応答してセンサとアクチュエータとが互いに向けて移動する距離は、内側ブレーキパッドおよび外側ブレーキパッドの総摩耗に等しい量増大する。センサは、アクチュエータの存在に応答してブレーキパッド摩耗を示す信号を提供する。
2019523375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ブレーキパッドを支持するピストンおよび外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパを備えるフローティングキャリパディスクブレーキシステムに使用されるブレーキパッド摩耗測定システムであって、ここで、前記ピストンおよび前記フローティングキャリパは、前記ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、前記両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与するように構成され、
前記フローティングキャリパに取り付けられて前記ブレーキング軸心に沿って移動可能なセンサ、および、
前記ブレーキング軸心に沿って前記ピストンとともに移動するように取り付けられたアクチュエータ、を備え、
ここで、前記センサおよび前記アクチュエータは、前記ディスクブレーキシステムの適用に応答して互いに向けて移動し、前記ディスクブレーキシステムの適用に応答して前記センサおよびアクチュエータが互いに向けて移動する距離は、前記内側ブレーキパッドおよび前記外側ブレーキパッドの総摩耗に等しい量を増大させ、前記センサは、前記アクチュエータの存在に応答してブレーキパッド摩耗を示す信号を提供するブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項２】
前記センサからの出力を受け取り、当該出力を解釈してブレーキパッド摩耗を判定するコントローラを有する請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記センサから受け取った前記出力に応答してブレーキパッド摩耗の量を判定する請求項２に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記センサから受け取った前記出力に応答して前記ブレーキパッドが整備を必要としていると判定する請求項２に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項５】
前記センサは誘導式センサを含み、前記アクチュエータは金属部材である請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項６】
前記誘導式センサは磁界を発生し、ここで、前記センサとアクチュエータとが前記ディスクブレーキシステムの適用に応答して互いに向けて移動することに応答して、前記アクチュエータにおいて渦電流が誘導される請求項５に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項７】
前記誘導式センサの出力は、当該センサと前記両ブレーキパッドとの間の距離に比例する請求項５に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項８】
前記誘導式センサの出力は、前記両ブレーキパッドの摩耗の量を示す請求項７に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項９】
前記誘導式センサの出力は、前記両ブレーキパッドが整備を必要としていることを示す請求項５に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１０】
前記センサは容量式センサを含み、前記アクチュエータは金属製また非金属製部材である請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１１】
前記容量式センサは、前記アクチュエータの存在に応答して前記両ブレーキパッドが整備を必要としていることを示す出力を生成する請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１２】
前記容量式センサの出力は前記センサと前記アクチュエータとの間の距離に比例する請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１３】
前記センサは機械式スイッチを含み、そして、前記アクチュエータは、前記ブレーキシステムの適用に応答して前記スイッチを起動し、それによって前記センサに、前記両ブレーキパッドが整備を必要としていることを示す出力を生成させる請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１４】
前記センサは、その抵抗が前記ブレーキシステムの適用に応答した前記アクチュエータの移動に応答して変化する抵抗素子を含む請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１５】
前記抵抗素子は、ブリッジ回路に配置された歪みゲージを含み、前記アクチュエータは、前記ブレーキシステムの適用に応答して、前記センサに当接して前記ゲージ上に歪みを生じさせ、それによって前記センサにブレーキパッド摩耗を示す出力を生成させる請求項１４に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１６】
前記センサは、ビームを送信する発光素子と前記ビームを受信する受光素子とを含む光センサを含み、前記アクチュエータは、前記ブレーキシステムの適用に応答して前記ビームを少なくとも部分的に遮断し、それによって、前記センサにブレーキパッド摩耗を示す出力を生成させる請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１７】
前記センサは磁界の存在を感知する磁気センサであり、前記アクチュエータは永久磁石を含み、前記アクチュエータは、前記ブレーキシステムの適用に応答して前記磁気センサに作用する磁界を発生し、それによって、前記センサにブレーキパッド摩耗を示す出力を生成させる請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
【請求項１８】
内側ブレーキパッドを支持するピストンおよび外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパを有するフローティングキャリパディスクブレーキシステムであって、前記ピストンおよび前記フローティングキャリパは、前記ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、前記両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与するフローティングキャリパディスクブレーキシステム、
前記フローティングキャリパに取り付けられ前記ブレーキング軸心に沿って前記キャリパとともに移動可能なセンサ、および
前記ブレーキング軸心に沿って前記ピストンとともに移動するように取り付けられたアクチュエータ、を備え、
前記センサおよび前記アクチュエータは、前記ディスクブレーキシステムの適用に応答して互いに向けて移動し、前記ディスクブレーキシステムの適用に応答して前記センサとアクチュエータとが互いに向けて移動する距離は、前記内側ブレーキパッドおよび前記外側ブレーキパッドの総摩耗に等しい量増大し、そして、前記センサは、前記アクチュエータの存在に応答してブレーキパッド摩耗を示す信号を提供するブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年７月２９日出願の米国仮出願第６２／３６８２０８号の権利を主張するものである。この出願の開示内容のその全体をここに参考文献として合体させる。
【０００２】
本発明は、一般に、ブレーキパッド摩耗感知システムおよび装置に関する。より具体的には、本発明は、ディスクブレーキシステムの内側ブレーキパッドと外側ブレーキパッドとの両方の摩耗を測定するブレーキパッド摩耗センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車のブレーキパッドの交換が必要となったときを感知し運転手に知らせることが望ましい。公知の電子ブレーキパッド摩耗センサは、内側ブレーキパッドにクリップ止めされた抵抗回路センサを有する。パッドがロータによって摩耗されるにつれて、センサも摩耗し、その抵抗が変化する。車両のセンシングモジュールに有線接続されたセンサにはビッグテールハーネス（pigtail harness）が接続されている。
【０００４】
公知のアプローチには複数の問題がある。必要とされる複数のワイヤハーネスと追加のセンシングモジュールとによってこれは非常にコストの高い解決構成となる。ハーネスを車両のサスペンションと車輪／操舵ナックル領域に取り回すことは非常に困難であって、ロードデブリアビューズ（road debris abuse）を受けやすい。さらに、パッドが交換されるたびに、摩耗センサを交換しなければならず、これはコストが高くつく可能性がある。
【０００５】
ブレーキパッド摩耗を検出するために電子センサを使用する場合、ブレーキパッドおよびブレーキキャリパ―の領域が３００℃を超える温度に達する可能性があり、多くの電子センサが耐えることのできないことを考慮に入れることが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コストと実施の観点からは、ワイヤハーネスは全く使用せず、パッド摩耗情報をドライバディスプレイに送るコストを下げるためには車両側の既存の製品を利用することを試みることが望まれる。また、不要な場合には、ブレーキバッド交換時にそれらブレーキパッドとともにブレーキパッド摩耗センサを交換することがないことも望ましい。さらに、ブレーキパッド摩耗センサが診断（たとえば、心拍）能力を備えることも望まれ、センサは制動中の極度の温度に耐えうることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、ブレーキパッド摩耗測定システムは、内側ブレーキパッドを支持するピストンおよび外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパを備えるフローティングキャリパディスクブレーキシステムに使用され、ここで、ピストンおよびフローティングキャリパは、ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与する。ブレーキパッド摩耗システムは、フローティングキャリパに取り付けられてブレーキング軸心に沿って移動可能なセンサ、および、ブレーキング軸心に沿ってピストンとともに移動するように取り付けられたアクチュエータ、を有する。センサおよびアクチュエータは、ディスクブレーキシステムの適用に応答して互いに向けて移動する。ディスクブレーキシステムの適用に応答してセンサとアクチュエータとが互いに向けて移動する距離は、内側および外側ブレーキパッドの総摩耗に等しい量、増大する。センサは、アクチュエータの存在に応答してブレーキパッド摩耗を示す信号を提供する。
【０００８】
別の態様によれば、ブレーキパッド摩耗システムは、さらに、センサからの出力を受け取り、当該出力を解釈してブレーキパッド摩耗を判定するコントローラを備えうる。当該コントローラは、センサから受け取った出力に応答してブレーキパッド摩耗の量を判定できる。コントローラは、さらに、センサから受け取った出力に応答してブレーキパッドが整備を必要としていると判定しうる。
【０００９】
別の態様によれば、センサは誘導式センサを備えてよく、アクチュエータは金属部材でありうる。別の態様によれば、誘導式センサは、磁界を発生してよく、ここで、センサおよびアクチュエータがディスクブレーキシステムの適用に応答して互いに向けて移動することに応答して、アクチュエータにおいて渦電流が誘導される。誘導式センサの出力は、当該センサと両ブレーキパッドとの間の距離に比例するものでありうる。誘導式センサの出力は、両ブレーキパッドの摩耗の量を示すものでありうる。誘導式センサの出力は、両ブレーキパッドが整備を必要としていることを示しうる。
【００１０】
別の態様によれば、センサは、容量式センサを含んでよく、アクチュエータは、金属製また非金属製部材でありうる。容量式センサは、アクチュエータの存在に応答して両ブレーキパッドが整備を必要としていることを示す出力を生成しうる。容量式センサの出力はセンサとアクチュエータとの間の距離に比例するものでありうる。
【００１１】
別の態様によれば、センサは、機械式スイッチであってよく、アクチュエータは、ブレーキシステムの適用に応答してスイッチを起動してよく、それによってセンサに、両ブレーキパッドが整備を必要としていることを示す出力を生成させる。
【００１２】
別の態様によれば、センサは、その抵抗がブレーキシステムの適用に応答したアクチュエータの移動に応答して変化する抵抗素子でありうる。当該抵抗素子は、ブリッジ回路に配置された歪みゲージを備えてよく、ここで、アクチュエータは、ブレーキシステムの適用に応答して、センサに当接して、ゲージ上に歪を置き、それによってセンサにブレーキパッド摩耗を示す出力を生成させる。
【００１３】
別の態様によれば、センサは、ビームを送信する発光素子と、ビームを受信する受光素子と、を含む光センサでありうる。アクチュエータは、ブレーキシステムの適用に応答して光ビームを少なくとも部分的にブロックしてよく、それによって、センサにブレーキパッド摩耗を示す出力を生成させる。
【００１４】
別の態様によれば、センサは、磁界の存在を感知する磁気センサであってよく、そして、アクチュエータは永久磁石でありうる。アクチュエータは、ブレーキシステムの適用に応答して磁気センサに作用する磁界を発生してよく、これによって、センサにブレーキパッド摩耗を示す出力を生成させる。
【００１５】
別の態様によれば、ブレーキシステムは、内側ブレーキパッドを支持するピストンおよび外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパを有するフローティングキャリパディスクブレーキシステムを備えうる。ピストンとフローティングキャリパとは、ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与する。センサをフローティングキャリパに取り付けることができ、これはブレーキング軸心に沿ってキャリパとともに移動可能である。アクチュエータを、ブレーキング軸心に沿ってピストンとともに移動するように取り付けることができる。センサとアクチュエータとは、ディスクブレーキシステムの適用に応答して互いに向けて移動する。ディスクブレーキシステムの適用に応答してセンサとアクチュエータとが互いに向けて移動する距離は、内側および外側ブレーキパッドの総摩耗に等しい量を増大させる。センサは、アクチュエータの存在に応答してブレーキパッド摩耗を示す信号を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の上述したおよびその他の特徴と利点は、添付の図面を参照して以下の記載を読むことによって本発明が関連する技術の当業者にとって明らかになるであろう。
【００１７】
【図１】車両サスペンションコンポーネントに取り付けられたディスクブレーキコンポーネントを示す車両構成例の略図
【図２】ディスクブレーキが非制動状態で図示された、ディスクブレーキ構成例上で実施されるブレーキ摩耗センサシステムを示す略図
【図３】ディスクブレーキが、ブレーキパッドが第１摩耗レベルにある第１ブレーキング状態で図示された、図２のブレーキ摩耗センサシステムの略図
【図４】ディスクブレーキが、ブレーキパッドが第２摩耗レベルにある第２ブレーキング状態で図示された、図２のブレーキ摩耗センサシステムの略図
【図５Ａ】ブレーキ摩耗センサシステムの一つの構成を示す略図
【図５Ｂ】ブレーキ摩耗センサシステムの一つの構成を示す略図
【図６】ブレーキ摩耗センサシステムの別の構成を示す略図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に例示するように、車両サスペンションシステム１０は、揺動するように車両１６に接続された、上方制御アーム１２および下方制御アーム１４を有する。両制御アーム１２、１４の自由端部には、操舵ナックル２０が、ナックルと制御アームとの間の相対移動を許容するボールジョイントなどによって接続されている。操舵ナックル２０は、ホイール軸心２６周りで回転（矢印Ａを参照）するようにホイールハブ２４を支持するスピンドル２２を有する。ホイールハブ２４には、ラグやラグナットなどの公知の手段によってホイール（またはリム）３０およびタイヤ３２を取り付けることができる。ホイールハブ２４は、当該ハブ、リム３０、およびタイヤ３２の軸心２６周りでの回転を容易にするベアリング３４を有する。操舵ナックル２０は、車両１６を公知の方法で操舵するために、それ自身、操舵軸心３６（矢印Ｂを参照）回りで回転可能である。
【００１９】
ショックアブソーバやストラットなどのダンパ４０は、下方制御アーム１４に接続されたピストンロッド４２と、車両フレーム取り付けブラケットなどの車両１６の構造体によって支持されたシリンダ４４とを有する。ダンパ４０は、両制御アーム１４、１６および操舵ナックル２０の車両１６に対する相対移動を緩衝する。これにより、ダンパ４０は、サスペンション１０、ホイール３０、およびタイヤ３２の上下移動（矢印Ｃを参照）作り出す道路３８とタイヤ３２との間の衝撃（たとえば、バンプ、ポットホール、またはロードデブリなどによる衝撃）を緩衝し吸収することを助けることができる。
【００２０】
車両１６は、ハブとホイール３０とタイヤ３２とともに回転するように当該ハブ２４に固定されたブレーキディスク５２を有するディスクブレーキシステム５０を備える。ディスクフレーキングシステム５０は、さらに、ブラケット５６によって操舵ナックル２０に固定されたブレーキキャリパ５４を有する。これにより、ディスク５２とキャリパ５４とは、操舵移動（矢印Ｂ）とサスペンション移動（矢印Ｃ）を通して、操舵ナックル２０とともに移動する。ディスク５２は、キャリパ５４に対して回転する（矢印Ａ）とともに、当該キャリパを通過する外径部分を有する。
【００２１】
図１に図示したサスペンションシステム１０の構成は一例にすぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。ここに開示されるブレーキパッド摩耗センサシステムは、ディスクブレーキを実施する任意の車両サスペンション構成と利用されるように構成できる。たとえば、図示したサスペンションシステム１０は、独立フロントサスペンション、具体的には、上方および下方の制御アーム／Ａ−アーム（ときに、ダブルウィッシュボーンとも呼ばれる）、であるが、その他の独立サスペンションも使用可能である。ブレーキパッド摩耗センシングシステムを実施可能な独立サスペンションの具体例には、非限定的に、スイングアクスルサスペンション、スライドピラーサスペンション、マクファーソンストラットサスペンション、チャップマンストラットサスペンション、マルチリンクサスペンション、セミ−トレーリングアームサスペンション、スイングアームサスペンション、およびリーフ式サスペンション、がある。さらに、ブレーキパッド摩耗センシングシステムは、非限定的に、サッチェルリンクサスペンション、パンハードロッドサスペンション、ワッツリンケージサスペンション、ＷＯＢリンクサスペンション、マンフォードリンケージサスペンション、およびリーフ式サスペンション、を含む、従属サスペンションシステムとも実施可能である。さらに、ブレーキパッド摩耗センシングシステムは、フロントホイールディスクブレーキまたはリアホイールディスクブレーキ上で実施可能である。
【００２２】
図２−図４を参照すると、ディスクブレーキシステム５０が概略および詳細図示されている。当該ブレーキシステム５０は、キャリパ５４の車両１６への接続によってキャリパ（「フロート」）のブレーキディスク５２に対する軸方向移動が許容される単一ピストンフローティングキャリパシステムである。このフローティングキャリパ構成において、キャリパ５４は、ブレーキング軸心６０に対して平行に、ディスク５２に対して軸方向に接近／離間移動することが許容される（矢印Ｄを参照）。
【００２３】
ブレーキシステム５０は、内側ブレーキパッド７２を支持する内側ブレーキホルダ７０と、外側ブレーキパッド７６を支持する外側ブレーキホルダ７４とを有する。内側ブレーキホルダ７０はピストン８０に支持されている。外側ブレーキホルダ７４はフローティングキャリパ５４に支持されている。ピストン８０は、フローティングキャリパ５４上に支持された、または、フローティングキャリパ５４内に設けられた、シリンダ８２に配設されている。ブレーキシステム５０を起動するために運転手がブレーキペダル（図示せず）を操作することに応答してブレーキフルード８４がシリンダ８２内に送り込まれる。
【００２４】
ブレーキシステム５０は、バネなどの付勢部材（図示せず）による付勢力によって図２の非作動状態に維持される。ブレーキペダルが操作されると、ブレーキフルード８４がシリンダ８２を満たし、ピストン８０に対して圧力を加え、それを、図２−図４上の左側へと動かそうとする。これによって、内側ブレーキホルダ７０とパッド７２とをブレーキング軸心６０に沿って、ブレーキディスク５２に向けて移動させる。ディスク５２に当接している内側ブレーキパッド７２によって、そのピストン８０とシリンダ８２との支持により、フローティングキャリパ５４に作用する反力が作り出される。内側ブレーキパッド７２のディスク５２との当接により、ピストン８０の当該ディスク５２に向けての移動が阻止されているので、フローティングキャリパ５４が、シリンダ８２内のブレーキフルード圧によって、図２−図４上の右側に移動するように付勢される。このフローティングキャリパの右側への移動によって、外側ブレーキホルダ７４とパッド７６とがブレーキング軸心６０に沿ってブレーキディスク５２に向かって移動される。ここで、内側パッド７６は、内側ブレーキパッドと外側ブレーキパッドとの間にクランプされているディスク５２に最終的に当接する。
【００２５】
両ブレーキパッド７２、７６は、摩耗するにつれて薄くなる。これは、新しく、厚く、摩耗していない図３のブレーキパッド７２、７６を、古く、薄く、摩耗している図４の両ブレーキパッドと比較することによって例示されている。図３と図４との比較に示されているように、ブレーキシステム５０のフローティングキャリパ構成により、ピストン８０とキャリパ５４との両方が、それらが摩耗していないパッドを作動させるときよりも、図４の摩耗したパッドを作動させるときのほうが大きな距離を移動する。
【００２６】
ブレーキパッド摩耗感知システム１００は、当該システムのいかなる部分も破壊することなく、ブレーキパッド７２、７６の摩耗の量を測定する。これにより、摩耗感知システム１００において日常整備やブレーキパッド交換中において交換を必要とする部分が無くなる。摩耗感知システム１００は、これを、ブレーキパッド７２、７６自身の摩耗を測定するのではなく、ブレーキキャリパ５４とピストン８０との移動距離を測定することによって達成する。新しいブレーキパッド７２、７６が取り付けられたとき、ディスクブレーキシステム５０のコンポーネント、特にキャリパ５４およびピストン８０は、それらの新しいパッド位置（図２を参照）に戻る。この状態において、ブレーキパッド摩耗感知システム１００は、コンポーネントの相対位置を感知し、これに基づいて、ブレーキパッド７２、７６が交換を必要としていないとを判定する。新しいパッドが摩耗すると、キャリパ５４およびピストン８０は、制動力を付与する位置に到達するためにより多く移動する必要がある（図４を参照）が、感知システム１００は、これらのキャリパおよびピストンの相対位置からパッド交換が必要だと判断する。
【００２７】
ブレーキパッド摩耗センサシステム１００は、センサ１０２とアクチュエータ１０４とを備える。センサ１０２は、ブレーキシステム５０のフローティングキャリパ５４上に取り付けられている。アクチュエータ１０４は、ブレーキシステム５０のピストン８０、当該ピストン自身、または、内側ブレーキパッドホルダ７０、に取り付けられている。センサ１０２は、有線または無線で車両側コントローラ１０６に作動接続されている。一具体的構成において、コントローラ１０６は、車両のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）コントローラ内、または、それと併用で構成可能である。タイヤ回転センサを使用するＡＢＳシステムは、もとよりケーブル／配線をその領域に取回すことを要件としており、このことをブレーキパッド摩耗感知システム１００が利用できるので、上記の構成は便利である。コントローラ１０６をＡＢＳコントローラ内、またはそれとの併用に構成することは、それは主車両コントローラ１０８、車体制御モジュール（ＢＣＭ）と通信することからも便利である。このようにすることで、システム１００によって感知されたブレーキパッド摩耗表示をコントローラ１０６を介してＢＣＭ１０８に送信することができ、これが、たとえば、インストルメントパネル／ゲージクラスタなどを介して、運転手に関連のアラート／表示を提供できる。
【００２８】
センサ１０２は、フローティングキャリパ５４に取り付けられて、ブレーキシステム５０の適用中に当該キャリパとともに移動する。ブレーキ適用中、フローティングキャリパ５４およびセンサ１０２は、図２−図４上の右側に移動する。アクチュエータ１０４は、ピストン８０に接続されて、ブレーキシステム５０の適用中に、当該ピストンとともに移動する。ブレーキ適用中、ピストン８０およびアクチュエータ１０４とは、図２−図４上の左側に移動する。
【００２９】
両ブレーキパッド７２、７６が新しい、もしくは、摩耗していないとき、ブレーキ適用中にセンサ１０２およびアクチュエータＩ０４が移動する距離は比較的短い。ブレーキパッド７２、７６が摩耗するにつれて、ブレーキ適用中にセンサ１０２およびアクチュエータＩ０４が移動する距離は増加する。センサ１０２が移動する距離の増加は、外側ブレーキパッド７６の摩耗を表す。アクチュエータ１０４が移動する距離の増加は、内側ブレーキパッド７２の摩耗を表す。したがって、センサ１０２とアクチュエータ１０４との相対位置は、内側および外側パッド７２、７６の総摩耗の表示を提供する。
【００３０】
アクチュエータ１０４は、センサ１０２を駆動して当該アクチュエータのセンサに対する位置を示す信号を提供する。この信号は可変であって、したがって、両ブレーキパッド７２、７６の摩耗の量（たとえば百分率）を示すことができ、あるいは、それはブレーキが摩耗しているか否か（良／不良、パッド良好／パッド摩耗）を二値的表示とすることも可能である。これを達成するために、センサ１０２は、種々の感知技術、たとえば、電気式スイッチング、抵抗式スイッチング、誘導式スイッチング、光スイッチング、磁気式スイッチング、および容量式スイッチング、などを使用することができる。
【００３１】
〔誘導式センサ実施構成〕
泥や腐食に影響されず、物理的接触を必要としないことから、容量式近接センシングは、ブレーキパッド摩耗感知システム１００用の理想的な構成である。容量式近接センシングは、二値表示、すなわち、ブレーキパッド７２、７６に対する「交換時期」表示を提供する「良／不良」構成で実施することができる。容量式近接センシングは、また、摩耗インジケータとして、すなわち、ブレーキパッド７２、７６に対する「交換時期」表示のみならず、たとえば「摩耗百分率」表示も提供可能な可変出力構成で実施することも可能である。
【００３２】
図５Ａおよび５Ｂは、センサ１０２が容量式センサであるブレーキパッド摩耗感知システム１００の一構成例である。当該センサ１０２とアクチュエータ１０４との間の物理的接触は不要であり、これはともに、ブレーキシステム５０の厳しい環境（泥、腐食、水分、温度、など）から封止またはその他の方法で保護することが可能である。
【００３３】
図５Ａおよび５Ｂのセンサ１０２は、周知の従来式容量式センサ技術を実施する。当該センサ１０２は、容量式コイル１１０と、このコイルを励起するとともにアクチュエータ１０４を検出するＬＣＲ回路１１２と、を備える。ＬＣＲ回路１１２は、インダクタ−コンデンサ（ＬＣ）タンク回路と、このＬＣタンク回路を駆動する発振器と、を有する。ＬＣタンク回路のインダクタはコイル１１０であり、これは、発振器がＬＣタンク回路を駆動するときに磁界１１４を作り出す。アクチュエータ１０４がセンサ１０２から離間しているとき（図５Ａを参照）、アクチュエータは、センサ１０２によって作り出される磁界１４に対してほとんどまたは全く影響を与えない。アクチュエータ１０４がコイルに近づくと（図５Ｂを参照）、アクチュエータの導電性金属内に渦電流が生じる。これらの渦電流の大きさは、アクチュエータ１０４の、距離、材料、およびサイズの関数として変化する。渦電流は、その振動周波数が渦電流によって増大されるＬＣタンク回路のインピーダンスを増大させる作用を有する逆磁界を形成する。
【００３４】
ＬＣＲ回路１１２は、アクチュエータ１０４を検出するためにこの変化を測定するように構成されている。センサ１０２がアクチュエータ１０４を検出する方法は、ＬＣＲ回路１１２の構成に依存する。一つの構成において、ＬＣＲ回路１１２は、アクチュエータの存在を検出する、すなわち、アクチュエータ１０４がセンサに対して所定の位置に到達するとトグルされる「存／否」スイッチ、として構成されうる。別の構成において、ＬＣＲ回路１１２は、アクチュエータ１０４の実際の距離を判定するように構成されうる。
【００３５】
図５Ａおよび５Ｂの構成例のブレーキパッド摩耗センサシステム１００は、摩耗パッド検出器（存在検出器）として、あるいは、パッド摩耗検出器（距離検出器）として構成されうる。摩耗パッド検出器構成において、システム１００は、両ブレーキパッドが所定の量の摩耗に到達したときのみを検出して、これらパッドが摩耗しており整備を必要としているという表示を提供するように構成される。パッド摩耗検出器構成においては、システム１００は、両パッドの摩耗の量（たとえば摩耗％）を検出して、その量、パッドの摩耗の量またはパッドに残っている使用寿命の量の表示を提供するように構成される。システム１００は、バッドが摩耗するにつれて、「残り５０％」、「残り２５％」、「残り１０％」、「整備が必要」などの周期的警告（periodic warnings）を提供するように構成される。その作動において、ピストン８０とキャリパ５４とがブレーキ適用に応答して移動すると、ピストンに対するアクチュエータ１０４の位置は図５Ａに図示されている位置から図５Ｂに図示されている位置へと移動する。これらの図に示されているように、この移動によって、磁界１１４が変化し、ＬＣＲ回路１１２が反応して、出力をコントローラ１０６に提供し、これがその適切な表示を運転手に提供する。
【００３６】
〔容量式センサ実施構成〕
図６を参照すると、容量式感知構成において、感知システム１００は、金属製または非金属製でありうるアクチュエータ１０４を検出する容量式センサ１０２を備える。この容量式センサ構成において、二つの（異なる電位の）導電プレートを含むコンデンサ１２０がセンサ１０２内に収納され、絶縁体として作用する空気を有する開放コンデンサのように作動するように配置されている。当該技術において知られているように、容量式センサ１０２において、誘導式センサと同様、コンデンサ１２０は、発振器を備える制御回路１２２に接続されている。アクチュエータ１０４が感知領域に入るとコンデンサ１２０のキャパシタンスが増加し、それによって発振器の振幅を変化させ、これが出力信号をトリガする。
【００３７】
当該技術において知られているように、誘導式センサ実施構成（図５Ａおよび５Ｂ）と容量式センサ実施構成（図６）との間の類似点は、アクチュエータ１０４の近接に応じた振動周波数の変化である。したがって、その作動時において、ピストン８０とキャリパ５４とがブレーキ適用に応答して移動すると、ピストンに対するアクチュエータ１０４の位置が図６において１０４'の破線で示されている位置へと移動する。一つの実施構成において、一構成において、ピストン８０とキャリパ５４とがこれらの位置に到達すると、センサ１０２は、振動を開始してブレーキパッド摩耗信号を出力するように構成できる。さらに別の構成においては、センサ１０２周波数が変化しブレーキパッドの残り％を出力する。
【００３８】
〔電気スイッチ実施構成〕
電気スイッチ実施構成において、アクチュエータ１０４は、センサ１０２上の機械スイッチ機構を物理的に動かし、摩耗したブレーキパッドを示す回路を形成または切断しうる。あるいは、アクチュエータ１０４は、センサ１０２上のコンタクトに当接して、その閉止時において、摩耗ブレーキパッドを示す回路を完成させる導電性部材を含む。別の構成において、アクチュエータ１０４は、センサ１０２上のコンタクトに当接して、回路を完成し、ブレーキパッド摩耗が許容可能であるときには「パッド良好」の信号を提供する導電性部材を備えうる。ブレーキパッドが摩耗したとき、アクチュエータ１０４は、コンタクトから当接解除されて回路を切断し、「パッドを交換」の信号を提供する。
【００３９】
〔抵抗式センサ実施構成〕
抵抗式センサ実施構成において、アクチュエータ１０４は、ブレーキパッドの厚みの変化に応答して抵抗素子の抵抗を変化させうる。センサ１０２を、この可変抵抗器がホイートストンブリッジ回路の一部となるように構成すると、パッドの摩耗の量を表す抵抗の変化によってブリッジを介して測定される電圧に変化が生じる。可変抵抗器の一つの一般的なブリッジ実施構成では、その抵抗が機械的な歪みに応答して変化する歪みゲージを使用する。一具体的実施構成において、センサ１０２は、公知のブリッジ回路構造に実施される歪みゲージを備えうる。アクチュエータ１０４は、センサ１０２と物理的接触をして、ブレーキパッドが所定の摩耗量に到達したときに歪みゲージに歪みを与えるように構成されうる。アクチュエータ１０４がゲージ上に閾値量の歪みを生じさせるのに十分な程度にパッドが摩耗すると、センサ１０２は、コントローラ１０６に対して、当該コントローラがそれを利用して運転手に対してブレーキパッド整備が必要であることを示すことができる出力を提供することができる。
【００４０】
〔光センサ実施構成〕
光センサ構成において、センサ１０２は、発光素子（たとえば、エミッタダイオード）、受光素子（たとえば、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ）、および受光素子信号を増幅するための電子素子を備えうる。センサ１０２は、発光素子からの光をリフレクタに送信し、これが光を受光素子によって受け取られるように戻し反射する。この構成において、センサ１０２は、光がアクチュエータ１０４によって遮断されたときを検出できる。これにより、センサシステム１００は、パッドが所定の摩耗量に達したときにアクチュエータ１０４が光ビームを遮断するように構成することができる。
【００４１】
〔磁気式センサ実施構成〕
磁気式センサ構成において、センサ１０２は、磁界の存在に対して感度を有するホール素子などの素子を含むことができる。この構成において、アクチュエータ１０４は、永久磁石を備えうる。センサシステム１００は、パッドが所定の摩耗量に達したときにアクチュエータ１０４の磁界がホールセンサに作用して、それによってセンサ１０２に整備が必要であることを示させるように構成することができる。
【００４２】
ブレーキパッド摩耗測定システム１００が、ピストン８０とキャリパ５４との間の相対移動を測定して、ブレーキパッドの摩耗量を推定すると有利である。これは、センサの解像度を増大させる作用を有し、このことは特に、システム１００が摩耗％を測定する場合に有用でありうる。ブレーキパッドが内側パッドと外側パッドとの間で均一に摩耗するという合理的な推定を行うことによって、一つのブレーキパッド上の任意の所与の摩耗量によって、センサ１０２とアクチュエータ１０４との間で測定される相対位置において２倍の変化が生じることになる。ブレーキパッド摩耗感知システムは、距離、すなわちブレーキパッド摩耗、における小さな変化を測定するので、この２倍のファクタによってシステム１００の性能と信頼性を改善することができる。
【００４３】
本発明の以上の説明から、当業者は、改良、変更および改変を認識するであろう。当該技術内におけるそのような改良、変更および改変は添付の請求項によってカバーされることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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